JP7460535B2 - 電極配線付き布材 - Google Patents

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Description

本開示は、電極配線付き布材に関する。
従来、生体信号計測器等のウェアラブルデバイスに利用する布材が知られている。例えば、特許文献１には、布材の上に、第一絶縁層と導電層と第二絶縁層とを含む配線が設けられた導電性布材が開示されている。特許文献１の導電性布材によれば，衣服として着用することにより、心電図、呼吸数、発汗、体温、肘角度（運動量）などの生体情報を計測することができるウェアラブルデバイスに有用であると記載されている。
特許文献１：ＷＯ２０１６／１１４３３９
ところで、伸縮センサ等、スイッチング機能を有するセンサは、樹脂フィルム（シリコンゴム、ウレタン等の樹脂のフィルム）を基材として有するセンサが多く開発されている。
しかし、樹脂フィルムを基材として有するセンサをウェアラブルデバイス用途として使用するには、センサを衣服等に、接着剤、熱溶融樹脂等を介して貼り付ける必要がある。そして、センサを張り付けた部分は、通気性が失われてしまい、衣類の着心地に違和感を感じてしまうことがある。
そのため、スイッチング機能を有する布材が要望されているのが現状である。また、スイッチング機能を有する布材は、ウェアラブルデバイス以外の用途としても、荷重センサ等のスイッチング素子として利用でき、その利用価値は高い。
そこで、本開示の課題は、スイッチング機能を有する電極配線付き布材を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。
＜１＞
伸縮性を有する布材本体と、
前記布材本体の表面又は内部に設けられ、導電性線状体を含む第一電極部と、
前記布材本体の表面又は内部に、前記第一電極部に電気的に接続して設けられ、導電性線状体を含む第一配線部と、
前記布材本体の表面又は内部に設けられ、導電性線状体を含む第二電極部と、
前記布材本体の表面又は内部に、前記第二電極部に電気的に接続して設けられ、導電性線状体を含む第二配線部と、
を有し、
電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一電極部と前記第二電極部との間の抵抗値が変化する、
電極配線付き布材。
＜２＞
前記第一配線部と前記第二配線部とが別体で設けられ、
前記電極配線付き布材の伸長前に前記第一配線部と前記第二配線部との少なくとも一部が接触して設けられている場合、前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一配線部と前記第二配線部とが離間し、
前記電極配線付き布材の伸長前に前記第一配線部と前記第二配線部とが離間して設けられている場合、前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一配線部と前記第二配線部との少なくとも一部が接触する、
＜１＞に記載の電極配線付き布材。
＜３＞
前記第一配線部と前記第二配線部とが別体で設けられ、
前記電極配線付き布材の伸長前に前記第一配線部と前記第二配線部との少なくとも一部が接触して設けられている場合、前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一配線部と前記第二配線部との接触領域が段階的に減少し、
前記電極配線付き布材の伸長前に前記第一配線部と前記第二配線部とが離間して設けられている場合、前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一配線部と前記第二配線部との接触領域が段階的に増加する、
＜１＞又は＜２＞に記載の電極配線付き布材。
＜４＞
前記第一配線部と前記第二配線部とが一体的に設けられ、
前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一配線部と前記第二配線部との導通経路が長くなる＜１＞に記載の電極配線付き布材。
＜５＞
前記電極配線付き布材を最大伸長率まで伸長させたとき、伸長率の変化が±５％の範囲内で前記第一電極部と前記第二電極部との間の抵抗値が２倍以上又は１／２以下に変化する、伸長率の範囲を有する＜１＞～＜４＞のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
＜６＞
前記電極配線付き布材の伸長率に応じて、前記第一電極部と前記第二電極部との間の抵抗値が、段階的に変化する＜１＞～＜５＞のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
＜７＞
前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一電極部と前記第二電極部との間が導通から非導通となる、又は非導通から導通となる＜１＞～＜６＞のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
＜８＞
前記第一電極部および前記第二電極部の少なくとも一方において、前記導電性線状体の一部が前記布材本体の糸で拘束されている＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
＜９＞
前記第一電極部および前記第二電極部の少なくとも一方において、前記導電性線状体が前記布材本体に、織り込まれている、編み込まれている、又は刺繍されている＜８＞に記載の電極配線付き布材。
＜１０＞
前記第一配線部および前記第二配線部の少なくとも一方において、前記導電性線状体の一部が前記布材本体の糸で拘束されている＜１＞～＜９＞のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
＜１１＞
前記第一配線部および前記第二配線部の少なくとも一方において、前記導電性線状体が前記布材本体に、織り込まれている、編み込まれている、又は刺繍されている＜１０＞に記載の電極配線付き布材。
＜１２＞
前記第一配線部および前記第二配線部の少なくとも一方が、前記布材本体の内部に設けられている＜１＞～＜１１＞のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
＜１３＞
前記第一電極部、前記第二電極部、前記第一配線部および前記第二配線部の少なくとも一つに含まれる導電性線状体が、カーボンナノチューブ糸を含む導電性線状体である＜１＞～＜１２＞のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
本開示によれば、スイッチング機能を有する電極配線付き布材が提供できる。
本実施形態に係る電極配線付き布材を示す模式的な平面図である。 本実施形態に係る電極配線付き布材の伸長状態を示す模式的な平面図である。 本実施形態に係る電極配線付き布材を示す模式的な断面図である。 本実施形態に係る電極配線付き布材において、導電性線状体を織り込んだ一例を示す概略平面図である。 本実施形態に係る電極配線付き布材において、導電性線状体を編み込んだ一例を示す概略平面図である。 本実施形態に係る電極配線付き布材において、導電性線状体を刺繍した一例を示す概略平面図である。 最大伸長率までの電極配線付き布材の伸長及び収縮を５回繰り返し実施したときの「第一電極部及び第二電極部の間の抵抗値と測定時間との関係、並びに、伸長率と測定時間との関係」の一例を示す図である。 図６の結果に基づく、１回目の伸縮における「第一電極部及び第二電極部の間の抵抗値と伸長率との関係」の一例を示す図である。 第１の変形例の電極配線付き布材を示す模式的な平面図である。 第１の変形例の電極配線付き布材の伸長状態を示す模式的な平面図である。 第２の変形例の電極配線付き布材を示す模式的な平面図である。 第２の変形例の電極配線付き布材の第一の伸長状態を示す模式的な平面図である。 第２の変形例の電極配線付き布材の第二の伸長状態を示す模式的な平面図である。 第３の変形例の電極配線付き布材を示す模式的な平面図である。 第３の変形例の電極配線付き布材の第一の伸長状態を示す模式的な平面図である。 第３の変形例の電極配線付き布材の第二の伸長状態を示す模式的な平面図である。 第４の変形例の電極配線付き布材を示す模式的な平面図である。 第４の変形例の電極配線付き布材の第一の伸長状態を示す模式的な平面図である。 第４の変形例の電極配線付き布材の第二の伸長状態を示す模式的なである。 第５の変形例の電極配線付き布材を示す模式的な平面図である。 第５の変形例の電極配線付き布材の伸長状態を示す模式的な平面図である。 第６の変形例の電極配線付き布材を示す模式的な概略断面図である。 本実施形態に係る電極配線付き布材の製造方法の一例を説明するための模式的な平面図である。
以下、本開示の一例である実施形態について詳細に説明する。
なお、本明細書において、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
「～」を用いた数値範囲は、「～」の前後で示された数値が各々最小値及び最大値として含まれる数値範囲を意味する。
本実施形態に係る電極配線付き布材は、
伸縮性を有する布材本体と、
布材本体の表面又は内部に設けられ、導電性線状体を含む第一電極部と、
布材本体の表面又は内部に、第一電極部に電気的に接続して設けられ、導電性線状体を含む第一配線部と、
布材本体の表面又は内部に設けられ、導電性線状体を含む第二電極部と、
布材本体の表面又は内部に、第二電極部に電気的に接続して設けられ、導電性線状体を含む第二配線部と、
を有する。
そして、本実施形態に係る電極配線付き布材は、電極配線付き布材が伸長したとき、第一電極部と第二電極部との間の抵抗値が変化する。
本実施形態に係る電極配線付き布材では、電極配線付き布材が伸長したときの、第一電極部と第二電極部との間の抵抗値変化を検知することにより、スイッチング機能を果たすことができる。
ここで、本明細書において、「布材本体」とは、導電性線状体が設けられる対象となる布材を示す。
「第一電極部と第二電極部との間の抵抗値が変化する」とは、１）第一電極部と第二電極部との間が導通された状態で、抵抗値が増減すること、又は２）第一電極部と第二電極部との間が導通から非導通の状態もしくは非導通から導通の状態に変化することを示す。なお、この抵抗値の変化は、電極部、配線部、および電極部と配線部との接合部の破損による抵抗値の変化は含まない。
「第一配線部と第二配線部との少なくとも一部が接触している」とは、第一配線部及び第二配線部以外の他の配線部（例えば、第三配線部）を有する場合、他の配線部を介在して第一配線部と第二配線部との少なくとも一部が接触している態様も含む。
「電極部又は配線部が布材本体の表面に設けられる」とは、布材本体の表裏面を構成する布材層（部分的に表裏面を構成する布材層も含む）に、電極部又は配線部（つまり、導電性線状体）が設けられていることを示す。言い換えれば、「電極部又は配線部が布材本体の表面に設けられる」とは、布材本体から電極部および配線部を構成する導電性線状体の少なくとも一部が露出した状態で、電極部又は配線部（つまり、導電性線状体）が設けられていることを示す。
「電極部又は配線部が布材本体の内部に設けられる」とは、布材本体の内層に、例えば、布材本体の内層となる布材層中又は布材層間に、電極部又は配線部（つまり、導電性線状体）が設けられていることを示す。
以下、本実施形態に係る電極配線付き布材の一例について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、図１Ａ～図２に示すように、例えば、伸縮性を有する布材本体１０と、電極部２０と、配線部３０と、を有している。
（布材本体）
布材本体１０は、例えば、表面を構成する表面布材層１０Ａと、裏面を構成する裏面布材層１０Ｂと、表面布材層１０Ａ及び裏面布材層１０Ｂの間に有する中間布材層１０Ｃと、の３重（３層）の布材層で構成されている。
布材本体１０は、３重の布材層以外に、例えば、１重（単層）、２重（２層）、又は４重（４層）以上の布材層で構成されていてもよい。
なお、２層以上の布材層で構成された多重の布材本体１０は、例えば、各布材層を作製した後、縫い合わせる手法で作製してもよいし、織編機により一括して多重の布材本体１０を作製してもよい。
布材本体１０としては、例えば、織編物が代表的に挙げられる。布材本体１０は不織布であってもよい。
織編物としては、平織り、綾織り、朱子織り、周知の応用織り等の織物；緯編み、経編み、レース編み、周知の応用編み等の編物が挙げられる。
布材本体１０を構成する糸（線状体）は、絶縁性の糸とする。絶縁性の糸とは、線抵抗が１．０×１０６Ω／ｃｍ以上の糸を示す。絶縁性の糸の線抵抗は、後述する導電性線状体の線抵抗と同じ方法で測定される線抵抗である。
布材本体１０は、伸縮性を有する布材である。つまり、電極配線付き布材１００は、伸縮性を有する。
伸縮性を有する布材本体１０は、弾性糸を利用した織編物を適用することで実現できる。
弾性糸としては、例えば、弾性糸の外周に非弾性糸をコイル状に巻き付けたカバードヤーン（シングルカバードヤーン又はダブルカバードヤーン）、弾性糸と非弾性糸とを精紡交撚したコアースパンヤーン、圧空ノズルを用いて弾性糸の外周に非弾性糸を巻き付けたエアー交絡カバードヤーン、弾性糸と非弾性糸とを撚糸してなるツイステッドヤーン等が挙げられる。
弾性糸としては、ポリウレタン弾性繊維、ポリエステル弾性繊維、ポリアミド弾性繊維等、いわゆるゴム状弾性を示す繊維の糸が挙げられる。
非弾性糸としては、合成繊維（ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維、レーヨン繊維）、天然繊維（綿、絹、麻、羊毛等の繊維）の糸が挙げられる。
（電極部および配線部）
電極部２０は、第一電極部２０Ａと、第二電極部２０Ｂと、を有する。
第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとは、例えば、電極配線付き布材１００を平面視したとき、布材本体１０の対角線上で対向する一対の角部の一方側と他方側に、各々設けられている。ただし、第一電極部２０Ａと、第二電極部２０Ｂと、の配置位置は、特に制限はなく、電極配線付き布材１００が伸長したとき、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が変化する配置位置であればよい。
なお、電極部２０は、目的に応じて、３つ以上設けてもよい。
電極部２０は、布材本体１０の表面布材層１０Ａに設けられている。つまり、電極部２０は、布材本体１０の表面に設けられている。
なお、電極部２０は、布材本体１０の中間布材層１０Ｃに設けられていてもよい。つまり、電極部２０は、布材本体１０の内部に設けられていてもよい。布材本体１０の内部に電極部２０が設けられていても、ピン状の電極等により接続が可能なためである。
一方、配線部３０は、第一配線部３０Ａと、第二配線部３０Ｂと、を有する。
第一配線部３０Ａは、第一電極部２０Ａに電気的に接続されている。
第二配線部３０Ｂは、第二電極部２０Ｂに電気的に接続されている。
第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとは、別体で、かつ電極配線付き布材１００の伸長前の状態で少なくとも一部が接触して設けられている。
第一配線部３０Ａは、例えば、第一電極部２０Ａから、第二電極部２０Ｂが存在する布材本体１０の一辺側に向かって延在している。第一配線部３０Ａは、布材本体１０の中央部に少なくとも、導電性線状体４０Ａ２を波状に設けた波状部３２Ａを有している。
第二配線部３０Ｂは、例えば、第二電極部２０Ｂから、第一電極部２０Ａが存在する布材本体１０の一辺側に向かって延在している。第二配線部３０Ｂも、布材本体１０の中央部に少なくとも、導電性線状体４０Ｂ２を波状に設けた波状部３２Ｂを有している。
そして、電極配線付き布材１００の伸長前の状態において、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａと第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとが点接触又は線接触している。
なお、第一配線部３０Ａおよび第二配線部３０Ｂは、いずれも、導電性線状体４０Ａ２および導電性線状体４０Ｂ２を波状に設けた波状部を有さず、直線に設けた直線部のみ有する構成であってもよい。また、第一配線部３０Ａおよび第二配線部３０Ｂは、いずれも、導電性線状体４０Ａ２および導電性線状体４０Ｂ２が屈曲した屈曲部を有してもよい。
配線部３０は、布材本体１０の内部に設けられている。具体的には、例えば、３層の布材層で構成された布材本体１０の内層の布材層（部分的に内層となる布材層も含む）である中間布材層１０Ｃに、配線部３０が設けられていることにより、配線部３０を布材本体１０の内部に設けることができる。また、例えば、２層の布材層で構成された布材本体１０の布材層の間に、配線部３０を設けてもよい。
なお、配線部３０は、布材本体１０の表面に設けられていてもよい。例えば、配線部３０は、３層の布材層で構成された布材本体１０の表面布材層１０Ａ又は裏面布材層１０Ｂに設けられていてもよい。ただし、配線部３０は、布材本体１０による外部との絶縁化を図る観点から、布材本体１０の内部に設けることがよい。
電極部２０および配線部３０は、各々、導電性線状体４０を含む。つまり、導電性線状体４０が配置された領域を、電極部２０および配線部３０とする。
具体的には、例えば、第一電極部２０Ａは導電性線状体４０Ａ１を含む。第一配線部３０Ａは、第一電極部２０Ａの導電性線状体４０Ａ１が延在した導電性線状体４０Ａ２を含む。つまり、第一電極部２０Ａと第一配線部３０Ａとは、少なくとも同じ一本の導電性線状体４０で構成されている。
また、例えば、第二電極部２０Ｂは導電性線状体４０Ｂ１を含む。第二配線部３０Ｂは、第二電極部２０Ｂの導電性線状体４０Ｂ１が延在した導電性線状体４０Ｂ２を含む。つまり、第二電極部２０Ｂと第二配線部３０Ｂとは、少なくとも同じ一本の導電性線状体４０で構成されている。
第一電極部２０Ａ及び第一配線部３０Ａと、第二電極部２０Ｂ及び第二配線部３０Ｂとは、各々、同じ一本の導電性線状体４０で構成されることにより、電極部２０と配線部３０との接続不良が抑制される。
なお、同じ一本の導電性線状体４０とは、導電性線状体４０の端部同士を、線状体以外の他の接続材料（ハンダ、導電性ペースト等）又は接続部材（かしめ、コネクタ等）を利用することなく、結び又は撚り継ぎ等により結合した線状体も含む。
ただし、電極部２０および配線部３０は、各々、複数本の導電性線状体４０を含んでもよい。また、第一電極部２０Ａ及び第一配線部３０Ａと、第二電極部２０Ｂ及び第二配線部３０Ｂとは、各々、同じ一本の導電性線状体４０で構成されていなくてもよい。例えば、第一電極部２０Ａ及び第一配線部３０Ａと、第二電極部２０Ｂ及び第二配線部３０Ｂとは、各々、互いにの導電性線状体４０の端部同士が、線状体以外の他の接続材料（ハンダ、導電性ペースト等）又は接続部材（かしめ、コネクタ等）で連結されていてもよい。
電極部２０および配線部３０の少なくとも一方において、例えば、導電性線状体４０の少なくとも一部は、布材本体１０の糸で拘束されている。このような形態は、導電材料として機能する導電性線状体４０を、電極部２０および／又は配線部３０として布材本体１０に固定する手段としても用いることができるという観点から好ましい。布材本体１０に拘束されている導電性線状体４０は、電極部２０および配線部３０の両方に含まれる同じ１本の導電性線状体４０であってもよいし、電極部２０および配線部３０のいずれか一方のみに含まれる別の導電性線状体４０であってもよい。
なお、電極部２０および配線部３０の少なくとも一方において、導電性線状体４０は布材本体１０の糸で拘束されていなくてもよい。例えば、電極部２０および／又は配線部３０が接着剤により布材本体１０に固定されている場合、電極部２０又は配線部３０が絶縁性の糸により布材本体１０に縫い付けられている場合には、導電性線状体４０が布材本体１０の糸で拘束されていなくても、電極部２０および／又は配線部３０を布材本体１０に固定可能である。
例えば、導電性線状体４０を１８０°に繰り返し屈曲又は湾曲して配置した矩形の領域を形成する。この矩形の領域は、布材本体１０の表面布材層１０Ａの糸に導電性線状体４０の一部を拘束させて形成する。そして、この矩形の領域を面状の電極部２０とする。
なお、導電性線状体４０を渦巻状に配置した領域を、電極部２０としてもよい。また、導電性線状体４０を屈曲又は湾曲して配置した任意の面形状（多角形、円形等）を、電極部２０としてもよい。
一方、電極部２０から導電性線状体４０を線状、波状、屈曲又はそれらの組み合わせで延在させた領域を形成する。この領域は、布材本体１０の中間布材層１０Ｃの糸に導電性線状体４０の一部を拘束させて形成する。そして、この領域を配線部３０とする。
具体的には、布材本体１０が織物の場合、図３に示すように、経糸及び緯糸で織られた織物の織組織に、導電性線状体４０を織り込んで電極部２０および／又は配線部３０を構成することが、布材本体１０を織布により形成する際に、電極部２０および／又は配線部３０を同時に形成可能であるという観点、布材本体１０電極部２０および／又は配線部３０の一体性の向上という観点から好ましい。
布材本体１０が編物の場合、図４に示すように、ループ状の糸が編み込まれた編物の編組織に、上記形状で導電性線状体４０を編み込んで電極部２０および／又は配線部３０を構成することが、布材本体１０を編むことにより形成する際に、電極部２０および／又は配線部３０を同時に形成可能であるという観点、布材本体１０電極部２０および／又は配線部３０の一体性の向上という観点から好ましい。編物の網組織に導電性線状体４０を編み込む場合、例えば、引き揃え編み、プレーティング編み、インレイ編みなどを採用できる。図４は、インレイ編みを採用して導電性線状体４０を編み込んだ例を示している。
また、図５に示すように、布材本体１０に対して、上記形状で導電性線状体４０を刺繍して、電極部２０および／又は配線部３０を構成することが、電極部２０および／又は配線部３０を形成する際に、同時に電極部２０および／又は配線部３０の布材本体１０への固定も行うことが可能であるという観点から好ましい。刺繍の手法は、例えば、ランニングステッチ、コーチングステッチ、バックステッチ、チェーンステッチ、アウトラインステッチ等の周知のステッチを採用できる。図５は、チェーンステッチを採用して導電性線状体４０を刺繍した例を示している。
また、布材本体１０に対して、電極部２０および／又は配線部３０を導電性線状体４０で縫い付けて固定することが、電極部２０および／又は配線部３０を構成する導電性線状体４０と、電極部２０および／又は配線部３０を固定する導電性線状体４０を共通するものにすることができるという観点から好ましい。
例えば、電極部２０および／又は配線部３０を導電性線状体４０で縫い付けて固定されている態様としては、導電性線状体４０を織り込んだ織物又は導電性線状体４０を編み込んだ編物から電極部２０および配線部３０を連続的に形成し、その電極部２０および配線部３０を導電性線状体４０で布材本体１０に縫い付けた態様が挙げられる。
図３中、１２は布材本体１０（織物）を構成する経糸、１４は布材本体１０（織物）を構成する緯糸を示す。図４中、１６は、布材本体１０（織物）を構成する糸を示す。
なお、布材本体１０を構成する糸として弾性糸を採用する場合、弾性糸を伸長した状態で、織編物を形成しつつ、導電性線状体を布材本体１０に、織り込む又は編み込むことがよい。
（導電性線状体）
電極部２０および配線部３０を構成する導電性線状体は、導電性を有するものであれば、特に制限はないが、金属ワイヤーを含む線状体、導電性糸を含む線状体等が挙げられる。導電性線状体４０は、金属ワイヤー及び導電性糸を含む線状体（金属ワイヤーと導電性糸を撚った線状体等）であってもよい。
金属ワイヤーを含む線状体、及び導電性糸を含む線状体は、共に、高い電気伝導性を有するため、導電性線状体４０として適用すると、電極部２０および配線部３０の抵抗を低減することが容易となる。
金属ワイヤーとしては、銅、アルミニウム、タングステン、鉄、モリブデン、ニッケル、チタン、銀、金等の金属、又は、金属を２種以上含む合金（例えば、ステンレス鋼、炭素鋼等の鋼鉄、真鍮、りん青銅、ジルコニウム銅合金、ベリリウム銅、鉄ニッケル、ニクロム、ニッケルチタン、カンタル、ハステロイ、レニウムタングステン等）を含むワイヤーが挙げられる。また、金属ワイヤーは錫、亜鉛、銀、ニッケル、クロム、ニッケルクロム合金、はんだ等でめっきされたものであってもよく、後述する炭素材料やポリマーにより表面が被覆されたものであってもよい。
金属ワイヤーとしては、炭素材料で被覆された金属ワイヤーも挙げられる。金属ワイヤーは、炭素材料で被覆されていると、金属腐食が抑制される。
金属ワイヤーを被覆する炭素材料としては、カーボンブラック、活性炭、ハードカーボン、ソフトカーボン、メソポーラスカーボン、カーボンファイバー等の非晶質炭素；グラファイト；フラーレン；グラフェン；カーボンナノチューブ等が挙げられる。
一方、導電性糸を含む線状体は、１本の導電性糸からなる線状体であってもよいし、複数本の導電性糸を撚った線状体であってもよい。また、導電性糸と絶縁性の糸を撚ったものであってもよい。導電性糸を含む線状体は、金属ワイヤーを含む線状体に比べ、柔軟性が高く、布材本体１０への織り込み、編み込み若しくは刺繍又は布材本体１０への縫い付けによる断線が生じ難いという利点がある。
導電性糸としては、導電性繊維（金属繊維、炭素繊維、イオン導電性ポリマーの繊維等）を含む糸、導電性微粒子（カーボンナノ粒子等）を含む糸、表面に金属（銅、銀、ニッケル等）をめっき又は蒸着した糸、金属酸化物を含浸させた糸等が挙げられる。
導電性糸を含む線状体としては、特に、カーボンナノ粒子として、カーボンナノチューブを含む糸（カーボンナノチューブ糸）を含む線状体（以下「カーボンナノチューブ線状体」とも称する）が好適に挙げられる。
カーボンナノチューブ線状体は、例えば、カーボンナノチューブフォレスト（カーボンナノチューブを、基板に対して垂直方向に配向するよう、基板上に複数成長させた成長体のことであり、「アレイ」と称される場合もある）の端部から、カーボンナノチューブをシート状に引出し、引き出したカーボンナノチューブシートを束ねた後、カーボンナノチューブの束を撚ることにより得られる。このような製造方法において、撚りの際に捻りを加えない場合には、リボン状のカーボンナノチューブ線状体が得られ、捻りを加えた場合には、糸状の線状体が得られる。リボン状のカーボンナノチューブ線状体は、複数のカーボンナノチューブの集合が捻られた構造を有しない線状体である。このほか、カーボンナノチューブの分散液から、紡糸をすること等によっても、カーボンナノチューブ線状体を得ることができる。紡糸によるカーボンナノチューブ線状体の製造は、例えば、米国公開公報ＵＳ ２０１３／０２５１６１９（日本国特開２０１１－２５３１４０号公報）に開示されている方法により行うことができる。カーボンナノチューブ線状体の直径の均一さが得られる観点からは、糸状のカーボンナノチューブ線状体を用いることが望ましく、純度の高いカーボンナノチューブ線状体が得られる観点からは、カーボンナノチューブシートを撚ることによって糸状のカーボンナノチューブ線状体を得ることが好ましい。カーボンナノチューブ線状体は、２本以上のカーボンナノチューブ線状体同士が撚られた線状体であってもよい。
カーボンナノチューブ線状体は、カーボンナノチューブと金属や導電性高分子、グラフェン等のカーボンナノチューブ以外の導電性材料とを含む線状体（以下「複合線状体」とも称する）であってもよい。複合線状体は、カーボンナノチューブ線状体の上述した特徴を維持しつつ、線状体の導電性が向上しやすくなる。
複合線状体としては、例えば、カーボンナノチューブと金属とを含む線状体を例とすると、（１）カーボンナノチューブフォレストの端部から、カーボンナノチューブをシート状に引出し、引き出したカーボンナノチューブシートを束ねた後、カーボンナノチューブの束を撚るカーボンナノチューブ線状体を得る過程において、カーボンナノチューブのフォレスト、シート若しくは束、又は撚った線状体の表面に、金属単体又は金属合金を蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、湿式めっき等により担持させた複合線状体、（２）金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体又は複合線状体と共に、カーボンナノチューブの束を撚った複合線状体、（３）金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体又は複合線状体と、カーボンナノチューブ線状体又は複合線状体とを撚った複合線状体等が挙げられる。なお、（２）の複合線状体においては、カーボンナノチューブの束を撚る際に、（１）の複合線状体と同様にカーボンナノチューブに対して金属を担持させてもよい。また、（３）の複合線状体は、２本の線状体を編んだ場合の複合線状体であるが、少なくとも１本の金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体又は複合線状体が含まれていれば、カーボンナノチューブ線状体又は金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体若しくは複合線状体の３本以上を編み合わせてあってもよい。
複合線状体の金属としては、例えば、金、銀、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル、クロム、スズ、亜鉛等の金属単体、これら金属単体の少なくとも一種を含む合金（銅－ニッケル－リン合金、銅－鉄－リン－亜鉛合金等）が挙げられる。
これら、導電性線状体４０の中でも、カーボンナノチューブ糸を含む導電性線状体（特に、カーボンナノチューブ糸のみを含む導電性線状体や、カーボンナノチューブ糸と非金属系導電性材料とを含む導電性線状体）が好ましい。
例えば、表面に金属（銅、銀、ニッケル等）をめっき又は蒸着した糸、金属酸化物を含浸させた糸は、伸縮が繰り返されると金属又は金属酸化物に割れが生じ易く、耐久性が低い。この点、カーボンナノチューブ線状体は、屈曲への耐性が強く、電極配線付き布材１００が伸縮を繰り返しても、配線部の抵抗値が変化しにくい。また、カーボンナノチューブ線状体は、耐食性も高いという利点もある。
ここで、導電性線状体４０の線抵抗は、５．０×１０－３Ω／ｃｍ～１．０×１０３Ω／ｃｍが好ましく、１．０×１０－２Ω／ｃｍ～５．０×１０２Ω／ｃｍがより好ましい。
導電性線状体４０の線抵抗の測定は、次の通りである。まず、導電性線状体４０の両端に銀ペーストを塗布し、銀ペースト間の部分の抵抗を測定し、導電性線状体４０の抵抗値（単位：Ω）を求める。そして、得られた抵抗値を、銀ペースト間の距離（ｃｍ）で除して、導電性線状体４０の線抵抗を算出する。
（電極配線付き布材の作用）
本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、伸長前の状態で、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとの少なくとも一部（本実施形態では、波状部３２Ａ，３２Ｂ）が接触している（図１Ａ参照）。具体的には、第一配線部３０Ａを構成する導電性線状体４０Ａ２と、第二配線部３０Ｂを構成する導電性線状体４０Ｂ２と、の少なくとも一部が接触している。
一方、電極配線付き布材１００を布材長手方向に沿って伸長すると、ある伸長率に達した時点で、接触していた第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとが離間する（図１Ｂ参照）。具体的には、第一配線部３０Ａを構成する導電性線状体４０Ａ２と、第二配線部３０Ｂを構成する導電性線状体４０Ｂ２と、が離間する。
より具体的には、電極配線付き布材１００を、布材長手方向に沿って伸長すると、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａと、第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂと、の周期が長く、かつ振幅が小さくなる。それにより、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとが離間する。
なお、電極配線付き布材１００の伸長方向は、布材長手方向に限られず、伸長による
抵抗値の変化を検知したい方向であればよく、例えば、布材長手方向と交差する方向であってもよい。
この動作により、電極配線付き布材１００は、伸長したとき、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が変化する。つまり、抵抗値が増加する。具体的には、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間が導通から非導通となる。
そして、伸長に伴う第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値変化を検知することで、電極配線付き布材１００は、スイッチング機能を果たす。
一方、電極配線付き布材１００の伸長が解除されると（つまり収縮すると）、ある伸長率に達した時点で、離間していた第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとの少なくとも一部が接触する（図１Ａ参照）。つまり、抵抗値が低下する。具体的には、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間が非導通から導通となる。
このように、収縮に伴う第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値変化を検知することで、電極配線付き布材１００は、スイッチング機能を果たす。
ここで、最大伸長率（＝約８０％）を有する電極配線付き布材１００について、電極配線付き布材１００を伸長率７０％まで伸長した後、収縮する動作を、伸縮速度１ｍｍ／ｓで５回繰り返し実施したときの「第一電極部２０Ａ及び第二電極部２０Ｂの間の抵抗値と測定時間との関係、伸長率と測定時間との関係」の一例を図６に示す。また、図６の測定結果に基づく、１回目の伸縮における「第一電極部２０Ａ及び第二電極部２０Ｂの間の抵抗値と伸長率との関係」の一例を図７に示す。
図６～図７に示すように、電極配線付き布材１００は、伸縮したとき、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が、ある伸長率を境に変化している。具体的には、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間が導通から非導通、そして非導通から導通に変化している。
図６～図７に示すように、電極配線付き布材１００は、伸縮による第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値変化を検知することで、スイッチング機能を果たす。
なお、図６～図７に示す抵抗値変化の測定結果では、伸長率が平均４３．７％±５％程度の範囲で、伸長時に抵抗値の上昇、収縮時に抵抗値の降下が見られることがわかる。
（変形例）
本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、上記形態に限定されず、変形、又は改良してもよい。以下、本実施形態に係る電極配線付き布材１００の変形例について説明する。以下の説明では、本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、上記形態について説明した部材と同一であれば、図中に、同一符号を付してその説明を省略または簡略する。
－第１の変形例－
本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、例えば、図８Ａに示す電極配線付き布材１０１であってもよい。
具体的には、図８Ａに示すように、電極配線付き布材１０１は、電極配線付き布材１０１の伸長前の状態において、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとが離間して設けられている。そして、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａと第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとは、略平行に対向し、かつ離間して設けられている。
電極配線付き布材１０１を布材長手方向に沿って伸長すると、ある伸長率に達した時点で、離間していた第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとの少なくとも一部が接触する（図８Ｂ参照）。具体的には、第一配線部３０Ａを構成する導電性線状体４０Ａ２と、第二配線部３０Ｂを構成する導電性線状体４０Ｂ２と、の少なくとも一部が接触する。
より具体的には、電極配線付き布材１０１を布材長手方向に沿って伸長すると、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａと、第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂと、がその周期が長く、かつ振幅が小さくなりつつ、近づき接触する。
この動作により、電極配線付き布材１０１は、伸長したとき、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が変化する。つまり、抵抗値が低下する。具体的には、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間が非導通から導通となる。
そして、伸長に伴う第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値変化を検知することで、電極配線付き布材１０１は、スイッチング機能を果たす。
一方、電極配線付き布材１０１の伸長が解除されると（つまり収縮すると）、ある伸長率に達した時点で、接触していた第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとが離間する（図８Ａ参照）。つまり、抵抗値が増加する。具体的には、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間が導通から非導通となる。
このように、収縮に伴う第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値変化を検知することでも、電極配線付き布材１０１は、スイッチング機能を果たす。
－第２の変形例－
本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、例えば、図９Ａに示す電極配線付き布材１０２であってもよい。
具体的には、図９Ａに示すように、電極配線付き布材１０２は、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａとして、第一波状部３２Ａ１と、第一波状部３２Ａ１よりも第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとの接触長さが異なる第二波状部３２Ａ２と、を有している。
そして、電極配線付き布材１０２は、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａとして、第一波状部３２Ａ１と、第一波状部３２Ａ１の周期及び／又は振幅が異なる第二波状部３２Ａ２と、を有している。
なお、本例では、第二波状部３２Ａ２が、第一波状部３２Ａ１よりも第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとの接触長さが短い例を示している。そして、第二波状部３２Ａ２が、第一波状部３２Ａ１よりも周期が短く、かつ振幅が小さい例を示している。
電極配線付き布材１０２を布材長手方向に沿って伸長すると、ある伸長率に達した時点で、接触していた第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとの一部が離間する（図９Ｂ参照）。具体的には、第一配線部３０Ａの第二波状部３２Ａ２と、第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂと、が離間する。
さらに伸長すると、ある伸長率に達した時点で、第一配線部３０Ａの第二波状部３２Ａ２と、第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂと、が離間する（図９Ｃ参照）。
つまり、第一配線部３０Ａの第二波状部３２Ａ２と第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとが先に離間し、第一配線部３０Ａの第一波状部３２Ａ１と第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとが後に離間する。
この動作により、電極配線付き布材１０２は、伸長したとき、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が段階的に変化する。つまり、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとが一部離間したことによる接触抵抗の増加分、抵抗値が段階的に増加する。具体的には、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間が導通の状態で、抵抗値が一定値増加した後、導通から非導通となる。
そして、伸長に伴う第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値の段階的な変化を検知することで、電極配線付き布材１０２は、段階的なスイッチング機能を果たす。
一方、電極配線付き布材１０２の伸長が解除されると（つまり収縮すると）、ある伸長率に達した時点で、離間していた第一配線部３０Ａの第一波状部３２Ａ１と第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとが接触する（図９Ｂ参照）。さらに、収縮すると、ある伸長率に達した時点で、離間していた第一配線部３０Ａの第二波状部３２Ａ２と第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとが接触する（図９Ａ参照）。つまり、抵抗値が段階的に低下する。
具体的には、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間が非導通から導通となった後、導通した状態で、抵抗値が低下する。
このように、収縮に伴う第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値の段階的な変化を検知することでも、電極配線付き布材１０２は、段階的なスイッチング機能を果たす。
ここで、第２の変形例は、目的とする、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値の段階的な変化に応じて、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａと第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとの接触部において、互いの接触長さが異なる領域を複数有していてもよい。そして、第一配線部３０Ａおよび第二配線部３０Ｂの少なくとも一方に、周期及び／又は振幅が異なる複数の波状部を有していてもよい。
なお、抵抗値の段階的な変化（つまり段階的な増加又は低下）とは、電極配線付き布材を伸長させる過程で、抵抗値が変化し、その抵抗値変化が終了した後、再度、抵抗値が変化することを示す。
－第３の変形例－
本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、例えば、図１０Ａに示す電極配線付き布材１０３であってもよい。具体的には、図１０Ａに示すように、電極配線付き布材１０３は、電極部２０として、第三電極部２０Ｃと、配線部３０として第三配線部３０Ｃと、をさらに有している。
第三電極部２０Ｃは導電性線状体４０Ｃ１を含む。第三配線部３０Ｃは、第三電極部２０Ｃの導電性線状体４０Ｃ１が延在した導電性線状体４０Ｃ２を含む。つまり、第三電極部２０Ｃと第三配線部３０Ｃとは、少なくとも同じ一本の導電性線状体４０で構成されている。
第三電極部２０Ｃは、第二電極部２０Ｂが存在する布材本体１０の一辺側に向けられている。
第三配線部３０Ｃは、第三電極部２０Ｃに電気的に接続されている。
第三配線部３０Ｃは、第一配線部３０Ａ及び第二配線部３０Ｂと別体で、かつ電極配線付き布材１０３の伸長前の状態で、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとの間に介在し、かつ第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとの少なくとも一部と接触して設けられている。
第三配線部３０Ｃも、例えば、第三電極部２０Ｃから、第一電極部２０Ａが存在する布材本体１０の一辺側に向かって延在している。第三配線部３０Ｃも、布材本体１０の中央部に少なくとも、導電性線状体４０Ｃ２を波状に設けた波状部３２Ｃを有している。
そして、電極配線付き布材１０３の伸長前の状態において、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃは、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａおよび第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂと点接触又は線接触している。
ただし、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃと第一配線部３０Ａの波状部３２Ａとの接触長さは、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃと第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとの接触長さと異なっている。そして、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃ、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａ及び第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂの周期及び／又は振幅が異っている。
なお、本例では、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃと第一配線部３０Ａの波状部３２Ａとの接触長さが、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃと第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとの接触長さよりも短い例を示している。そして、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃは、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａ及び第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂよりも振幅が小さい例を示している。
電極配線付き布材１０３を布材長手方向に沿って伸長すると、ある伸長率に達した時点で、接触していた第一配線部３０Ａと第三配線部３０Ｃとが離間する（図１０Ｂ参照）。具体的には、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａと、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃと、が離間する。
さらに伸長すると、ある伸長率に達した時点で、接触していた第二配線部３０Ｂと第三配線部３０Ｃとが離間する（図１０Ｃ参照）。具体的には、第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂと、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃと、が離間する。
つまり、第一配線部３０Ａと第三配線部３０Ｃとが先に離間し、第二配線部３０Ｂと第三配線部３０Ｃとが後に離間する。
この動作により、電極配線付き布材１０３は、伸長したとき、第一電極部２０Ａと第三電極部２０Ｃとの間の抵抗値が変化する。つまり、抵抗値が増加する。具体的には、第一電極部２０Ａと第三電極部２０Ｃとの間が導通から非導通となる。
電極配線付き布材１０３は、さらに伸長すると、第二電極部２０Ｂと第三電極部２０Ｃとの間の抵抗値が変化する。つまり、抵抗値が増加する。具体的には、第二電極部２０Ｂと第三電極部２０Ｃとの間が導通から非導通となる。
そして、伸長に伴う、第一電極部２０Ａと第三電極部２０Ｃとの間の抵抗値の変化、および第二電極部２０Ｂと第三電極部２０Ｃとの間の抵抗値の変化を検知することで、電極配線付き布材１０３は、段階的なスイッチング機能を果たす。
一方、電極配線付き布材１０３の伸長が解除されると（つまり収縮すると）、ある伸長率に達した時点で、離間していた第二配線部３０Ｂと第三配線部３０Ｃとが接触する（図１０Ｂ参照）。具体的には、第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂと、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃと、が接触する。
さらに収縮すると、ある伸長率に達した時点で、離間していた第一配線部３０Ａと第三配線部３０Ｃとが接触する（図１０Ａ参照）。具体的には、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａと、第三配線部３０Ｃの波状部３２Ｃと、が接触する。
つまり、第二配線部３０Ｂと第三配線部３０Ｃとが先に接触し、第一配線部３０Ａと第三配線部３０Ｃとが後に接触する。
このように、収縮に伴う、第一電極部２０Ａと第三電極部２０Ｃとの間の抵抗値の変化、および第二電極部２０Ｂと第三電極部２０Ｃとの間の抵抗値の変化を検知することで、電極配線付き布材１０３は、段階的なスイッチング機能を果たす。
なお、第３の変形例は、第二配線部３０Ｂと第三配線部３０Ｃとが先に離間し、第一配線部３０Ａと第三配線部３０Ｃとが後に離間する態様であってもよい。
－第４の変形例－
本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、例えば、図１１Ａに示す電極配線付き布材１０４であってもよい。
具体的には、図１１Ａに示すように、電極配線付き布材１０４は、電極配線付き布材１０１の伸長前の状態において、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとが離間して設けられている。そして、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａと第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとは、角度（例えば、各波状部の延在方向の成す角度が３°～３０°）を成して対向し、かつ離間して設けられている。
電極配線付き布材１０４を布材長手方向に沿って伸長すると、ある伸長率に達した時点で、離間していた第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとの少なくとも一部が接触する（図１１Ｂ参照）。具体的には、第一配線部３０Ａを構成する導電性線状体４０Ａ２と、第二配線部３０Ｂを構成する導電性線状体４０Ｂ２と、の少なくとも一部が接触する。
より具体的には、電極配線付き布材１０１を布材長手方向に沿って伸長すると、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａと、第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂと、がその周期が長く、かつ振幅が小さくなりつつ、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａに、第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂの先端側（第二電極部４０Ｂ１と接続されていない方の先端側）から近づき接触していく。
さらに伸長すると、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとの接触領域が増加する（図１１Ｃ参照）。具体的には、第一配線部３０Ａを構成する導電性線状体４０Ａ２と、第二配線部３０Ｂを構成する導電性線状体４０Ｂ２と、の接触領域が増加する。
より具体的には、電極配線付き布材１０４を布材長手方向に沿って伸長すると、第一配線部３０Ａの波状部３２Ａと、第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂと、がその周期が長く、かつ振幅が小さくなりつつ、近づき接触領域が増加する。
この動作により、電極配線付き布材１０４は、伸長したとき、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が段階的に変化する。つまり、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂが最初に接触したときに、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間が非導通の状態から導通の状態となる。次に、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとの接触領域が増加すると、接触抵抗が低下し、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂと間の抵抗値が段階的に低下する。
そして、伸長に伴う第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値の段階的な変化を検知することで、電極配線付き布材１０２は、段階的なスイッチング機能を果たす。
一方、電極配線付き布材１０４の伸長が解除されると（つまり収縮すると）、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとの接触領域が少なくなる（図１１Ｂ）。さらに、収縮すると、ある伸長率に達した時点で、背職していた第一配線部３０Ａの第一波状部３２Ａ１と第二配線部３０Ｂの波状部３２Ｂとが離間する（図１１Ａ参照）。つまり、抵抗値が段階的に増加する。
具体的には、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間が導通の状態で、抵抗値が低下し、その後、非導通の状態となる。
このように、収縮に伴う第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値の段階的な変化を検知することでも、電極配線付き布材１０４は、段階的なスイッチング機能を果たす。
－第５の変形例－
本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、例えば、図１２Ａに示す電極配線付き布材１０５であってもよい。具体的には、図１２Ａに示すように、電極配線付き布材１０５は、配線部３０として、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとが一体的に設けられている。具体的には、例えば、配線部３０としての、第一配線部３０Ａと第二配線部３０Ｂとは、第一電極部２０Ａおよび第二電極部２０Ｂを構成する導電性線状体４０が延在した一本の導電性線状体４０で構成されている。
つまり、電極配線付き布材１０５は、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとが、一つの配線部３０で電気的に連結されている。
なお、配線部３０は、複数本の導電性線状体４０で構成されていてもよい。
配線部３０の途中には、電極配線付き布材１０５の伸長前の状態で、配線部３０が１８０°に繰り返し屈曲又は湾曲し、かつ屈曲部又は湾曲部の間の配線部３０同士の少なくとも一部が接触した接触部３４を有している。
つまり、配線部３０の途中には、電極配線付き布材１０５の伸長前の状態で、導電性線状体４０が１８０°に繰り返し屈曲又は湾曲し、かつ屈曲部又は湾曲部の間の導電性線状体４０同士の少なくとも一部が接触した接触部３４を有している。
電極配線付き布材１０５を布材長手方向（配線部３０の延在方向）に沿って伸長すると、配線部３０の接触部３４において、屈曲部又は湾曲部の間で接触した配線部３０同士が離間する（図１２Ｂ参照）。それにより、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの導通経路が長くなる。
この動作により、電極配線付き布材１０５は、伸長したとき、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が変化する。つまり、導通経路が増加した分、抵抗値が増加する。
そして、伸長に伴う第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値変化を検知することで、電極配線付き布材１０５は、スイッチング機能を果たす。
一方、電極配線付き布材１０５の伸長が解除されると（つまり収縮すると）、配線部３０の途中において、配線部３０が１８０°に繰り返し屈曲又は湾曲し、かつ屈曲部又は湾曲部の間の配線部３０同士の少なくとも一部が接触した接触部３４を形成する（図１２Ａ参照）。
この動作により、電極配線付き布材１０５は、収縮したとき、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が変化する。つまり、導通経路が減少した分、抵抗値が低下する。
そして、収縮に伴う第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値変化を検知することでも、電極配線付き布材１０５は、スイッチング機能を果たす。
なお、第３の変形例は、配線部３０の接触部における、配線部３０同士の接触面積に増減により、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値の変化量を制御できる。
－第６の変形例－
本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、例えば、図１３に示す電極配線付き布材１０６であってもよい。具体的には、図１３に示すように、電極配線付き布材１０５は、表面布材層１０Ａ、中間布材層１０Ｃおよび裏面布材層１０Ｂを有する３重の布材本体１０を有する。中間布材層１０Ｃには、電極部２０（第一電極部２０Ａおよび第二電極部２０Ｂ）と、配線部３０（第一配線部３０Ａおよび第二配線部３０Ｂ）と、が共に設けられている。
具体的には、中間布材層１０Ｃには、電極部２０（第一電極部２０Ａおよび第二電極部２０Ｂ）を構成する導電性線状体４０Ａ１，４０Ｂ１と、配線部３０（第一配線部３０Ａおよび第二配線部３０Ｂ）を構成する導電性線状体４０Ａ２，４０Ｂ２と、が共に設けられている。
そして、中間布材層１０Ｃに設けた配線部３０のみを表面布材層１０Ａで覆われている。
（用途）
本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、スイッチング機能を果たすため、例えば、ウェアラブルデバイスの伸長センサ等に利用できる。その他、荷重センサ等にも利用できる。
例えば、ウェアラブルデバイスの伸長センサに利用する場合、肘、膝等の可動部が所定の角度で可動したことが検知可能となる。また、その可動回数等が検知可能となる。さらに、腕や腰まわりのサイズ測定も可能となる。また、複数計測による動き検知も可能となる（例えば、腕、肩、ひじ、ひざ、腰等を複合して計測することで人の動きを予測検知可能となる。）
また、荷重センサとして利用する場合、所定の荷重が掛かったことが検知可能となる。また、荷重が掛かった回数等が検知可能となる。
ここで、電極配線付き布材１００をウェアラブルデバイスの伸長センサに利用する場合、例えば、所定の機器を取り付けた電極配線付き布材１００を裁断および加工して、ウェアラブルデバイス付きの衣類としてもよい。また、所定の大きさに裁断した電極配線付き布材１００を、衣類に取り付けてもよい。
（特性）
なお、スイッチング機能を果たすために、本実施形態に係る電極配線付き布材１００は、伸長率の変化が±５％の範囲内で第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が２倍以上又は１／２以下（好ましくは１０倍以上又は１／１０以下、より好ましくは１００倍以上又は１／１００以下）に変化する、伸長率の範囲を有することがよい（図６～図７参照）。つまり、電極配線付き布材１００は、伸長する過程で、伸長率が１０％変化する間に第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が２倍以上又は１／２以下で変化することがよい。
具体的には、電極配線付き布材１００の最大伸長率をＸ（ただし１０≦Ｘ）、電極配線付き布材１００を伸長させたときの、ある地点の伸長率をＹ（ただし、５≦Ｙ≦（Ｘ－５）としたとき、Ｙ－５％～Ｙ＋５％の範囲内で、最大抵抗値が最小抵抗値の２倍以上又は１／２以下（好ましは１０倍以上又は１／１０以下、より好ましくは１００倍以上又は１／１００以下）となる領域を有することがよい。
この抵抗値変化は、伸長率が目的とする時点と、この時点から伸長率が１０％変化した時点と、の抵抗値の比により算出する。
なお、伸長率の変化が±５％の範囲内で第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が２倍以上又は１／２以下に変化する、伸長率の範囲は、２点以上存在してもよい。
また、伸長率の変化が±５％の範囲内で第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値が２倍以上又は１／２以下に変化する、伸長率と最大伸長率との比（伸長率／最大伸長率）の範囲は、０．１～０．９（好ましくは０．２～０．８）の範囲であることがよい。この比が上記範囲であると、誤動作を防ぎつつ、効率良く、スイッチング機能を果たすことができる。
電極配線付き布材１００の伸縮に伴う、第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値の変化は、次の通り測定される。
第一電極部２０Ａと第二電極部２０Ｂとの間の抵抗値を測定しながら、速度１ｍｍ／ｓで、電極配線付き布材１００を最大伸長まで伸長させた後、同じ速度で元に戻るまで収縮させる。このとき、抵抗値を１秒毎にプロットとして、抵抗値の変化を測定する。なお、電極配線付き布材１００の伸長方向は、伸長伸縮による抵抗値の変化を検知したい方向とする。
ここで、電極配線付き布材１００の伸長率は、式：（（伸長時の伸長方向の布材長さ）－（伸長前の伸長方向の布材長さ））／（伸長前の伸長方向の布材長さ）×１００で算出する。
一方、電極配線付き布材１００の最大伸長率とは、式：（（最大伸長時の伸長方向の布材長さ）－（伸長前の伸長方向の布材長さ））／（伸長前の伸長方向の布材長さ）×１００で算出する。
なお、電極配線付き布材１００の最大伸長は、電極配線付き布材１００を適切な張力で伸長した際に、それ以上伸びなくなる時の長さである。つまり、電極配線付き布材１００を伸長が停止する張力で伸長させたときの長さを、電極配線付き布材１００の最大伸長とする。
（製造方法）
本実施形態に係る電極配線付き布材１００の製造方法については、特に制限はない。
ただし、生産性の観点から、次の方法により、本実施形態に係る電極配線付き布材１００の製造することがよい。
例えば、まず、図１４に示すように、電極配線付き布材１００となる領域を隣接して複数形成した帯状の布材１１０を作製する。帯状の布材１１０は、織り機又は編み機により、布材本体１０を形成すると共に、各電極部２０および各配線部３０を構成するように導電性線状体４０をパターニングして形成する。隣り合う、電極配線付き布材１００となる領域において、対向する部位間は、同じ導電性線状体４０により連続して形成する。
そして、得られた帯状の布材１１０を所定の位置（図１４中、一点鎖線Ｃ参照）で切断することで、複数の電極配線付き布材１００を得る。
符号の説明は、次の通りである。
１０Ａ 表面布材層
１０Ｂ 裏面布材層
１０Ｃ 中間布材層
２０ 電極部
２０Ａ 第一電極部
２０Ｂ 第二電極部
２０Ｃ 第三電極部
３０ 配線部
３０Ａ 第一配線部
３０Ｂ 第二配線部
３０Ｃ 第三配線部
３２Ａ 波状部
３２Ａ１ 第一波状部
３２Ａ２ 第二波状部
３２Ｂ 波状部
３２Ｃ 波状部
３４ 接触部
４０，４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ｂ１，４０Ｂ２，４０Ｃ１，４０Ｃ２ 導電性線状体
１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５、１０６ 電極配線付き布材
１１０ 帯状の布材
なお、日本国特許出願第２０１８－１９９１１１号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (11)

  1. 伸縮性を有する布材本体と、
    前記布材本体の表面又は内部に設けられ、導電性線状体を含む第一電極部と、
    前記布材本体の表面又は内部に、前記第一電極部に電気的に接続して設けられ、導電性線状体を含む第一配線部と、
    前記布材本体の表面又は内部に設けられ、導電性線状体を含む第二電極部と、
    前記布材本体の表面又は内部に、前記第二電極部に電気的に接続して設けられ、導電性線状体を含む第二配線部と、
    を有し、
    電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一電極部と前記第二電極部との間が導通された状態で、前記第一電極部と前記第二電極部との間の抵抗値が増加もしくは減少する、又は、前記第一電極部と前記第二電極部との間が導通から非導通の状態もしくは非導通から導通の状態に変化し、
    前記第一配線部と前記第二配線部とが別体で設けられ、
    前記電極配線付き布材の伸長前に前記第一配線部と前記第二配線部との少なくとも一部が接触して設けられている場合、前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一配線部と前記第二配線部との接触領域が段階的に減少し、
    前記電極配線付き布材の伸長前に前記第一配線部と前記第二配線部とが離間して設けられている場合、前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一配線部と前記第二配線部との接触領域が段階的に増加する、
    電極配線付き布材。
  2. 前記第一配線部と前記第二配線部とが別体で設けられ、
    前記電極配線付き布材の伸長前に前記第一配線部と前記第二配線部との少なくとも一部が接触して設けられている場合、前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一配線部と前記第二配線部とが離間し、
    前記電極配線付き布材の伸長前に前記第一配線部と前記第二配線部とが離間して設けられている場合、前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一配線部と前記第二配線部との少なくとも一部が接触する、
    請求項１に記載の電極配線付き布材。
  3. 前記電極配線付き布材を最大伸長率まで伸長させたとき、伸長率の変化が±５％の範囲内で前記第一電極部と前記第二電極部との間の抵抗値が２倍以上又は１／２以下に変化する、伸長率の範囲を有する請求項１又は請求項２に記載の電極配線付き布材。
  4. 前記電極配線付き布材の伸長率に応じて、前記第一電極部と前記第二電極部との間の抵抗値が、段階的に変化する請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
  5. 前記電極配線付き布材が伸長したとき、前記第一電極部と前記第二電極部との間が導通から非導通となる、又は非導通から導通となる請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
  6. 前記第一電極部および前記第二電極部の少なくとも一方において、前記導電性線状体の一部が前記布材本体の糸で拘束されている請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
  7. 前記第一電極部および前記第二電極部の少なくとも一方において、前記導電性線状体が前記布材本体に、織り込まれている、編み込まれている、又は刺繍されている請求項６に記載の電極配線付き布材。
  8. 前記第一配線部および前記第二配線部の少なくとも一方において、前記導電性線状体の一部が前記布材本体の糸で拘束されている請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
  9. 前記第一配線部および前記第二配線部の少なくとも一方において、前記導電性線状体が前記布材本体に、織り込まれている、編み込まれている、又は刺繍されている請求項８に記載の電極配線付き布材。
  10. 前記第一配線部および前記第二配線部の少なくとも一方が、前記布材本体の内部に設けられている請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
  11. 前記第一電極部、前記第二電極部、前記第一配線部および前記第二配線部の少なくとも一つに含まれる導電性線状体が、カーボンナノチューブ糸を含む導電性線状体である請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の電極配線付き布材。
JP2020553416A 2018-10-23 2019-10-22 電極配線付き布材 Active JP7460535B2 (ja)

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